• Nie Znaleziono Wyników

Kompensacja mocy biernej

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Kompensacja mocy biernej"

Copied!
50
0
0

Pełen tekst

(1)

Studia Podyplomowe

EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ

w ramach projektu

Śląsko-Małopolskie Centrum Kompetencji Zarządzania Energią

Kompensacja mocy biernej

dr hab. inż. Zbigniew Hanzelka, prof. AGH

(2)

Kompensacja mocy biernej

Akademia Górniczo-Hutnicza Kraków

Zbigniew HANZELKA

Kraków, marzec 2013 r.

(3)

DEFINICJE MOCY BIERNEJ

(4)

ωt napięcie

prąd

φ

(5)

φ S=UI

P=UI cosφ

Q=UI sinφ

Q=- UI sinφ

S*

(6)

= + +

n=1 n=5 n=7

Cel kompensacji:

- kompensacja mocy biernej podstawowej harmonicznej

- eliminacja wybranych harmonicznych prądu (redukcja odkształcenia napięcia w PWP)

Analiza Fouriera

(7)

KOMPENSATOR WIRUJĄCY

(8)

Kompensatory synchroniczne

sieć zasilająca

wzbudnica tyrystorowa

układ sterowania

zmienne obciążenie lub inna sieć

sygnał zadany

napięcia lub prądu (mocy) biernego

PWP

I

o

U

I

w

Tr

kompensator

synchroniczny

(9)

KONDENSATORY

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ

(10)

Kompensacja mocy biernej

(11)

Moc czynna

(12)

Moc bierna

(13)

KONDENSATORY

STABILIZACJA NAPIĘCIA

(14)

I

0

U

0

U

S

R

S

I

0

X

S

I

0

Z

S

S ZW

Q U U ≅

0

Regulacja napięcia

(15)
(16)
(17)

PWP

sieć zasilająca

nieliniowy odbiornik

Tr1

Tr2

XTr2 XTr1 XS

XC I(n)

QK

(18)

impedancja widziana z zacisków nieliniowego odbiornika

n

bez C

z C

nR nj

(19)

I(n)

pętla

rezonansowa

(20)

Odbiornik

1 2 3 4

(21)

C R ZW

Q

nS

(22)

Napięcie i prąd baterii dla poszczególnych stopni

Stopień 1

(23)

Stopień 2

(24)

Stopień 4

(25)

Stopień 5

(26)

0,4kV 10kV

sieć

zasilająca

SN = 1,5 MVA e% = 5,75

QC = 0,5 MVAr

nieliniowy odbiornik

liniowy odbiornik

źródło

harmonicz.

XS

XT

XC

Impedan. Z

Impedancja Z

fR fSZ

f

(27)

fL L

X L = ω = 2 π

fC X

C

C

π

ω 2

1 1 = −

=

L C X C

ω − ω 1

= L C X C

ω − ω 1

= Z

f

f R LC

π

2

= 1

(28)

f R LC

π 2

= 1

nf LC

π 2

1

1 =

LC n f

2 1

1

= π

U

1

1

2 −

= n U L

2 1

2

= − n U C n

2 ) 1 (

2

100

100 100

% ⎟⎟

⎜⎜ ⎞

= ⎛

=

=

R C

L

f f U n

p U

Współczynnik tłumienia (dławik odstrajający)

R

L L n

U

5.67% - 223 Hz

7% - 189 Hz

14% - 133 Hz

(29)

Z

f 150 Hz

5.67% - 223 Hz 7% - 189 Hz 14% - 133 Hz

5,67%

7%

14%

Powyżej częstotliwości rezonansowej układ LC ma charakter indukcyjny), co oznacza że w tym paśmie tłumione są harmoniczne

„wpływające” do kondensatora

(30)

KONDENSATORY

FILTRACJA WYŻSZYCH

HARMONICZNYCH

(31)

( ) ( ) ( ) 1

U

U n = U n ( )

( )

% 100

1 2

2

U U THD

n

g

n

n U

∑ =

=

ODKSZTAŁCENIE PRZEBIEGÓW

CZASOWYCH NAPIĘĆ I PRĄDÓW

(32)

THD i harmoniczne napięcia fazowego L1

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

THD H3 H5 H7 H11

[%] CP99

CP95 CP50 CP05

(33)

THD

U2

= 17,45 %

(34)

Harmoniczna 5

(35)

źródło

zaburzenia sprzężenie (sieć zasilająca)

odbiornik

Środowisko

elektromagnetyczne

Sposoby rozwiązywania problemu

harmonicznych

(36)

1. eliminacja harmonicznych prądu (napięcia)

2. kompensacja mocy biernej harmonicznej podstawowej

Funkcje filtru pasywnego

(37)

Pasywna filtracja wyższych harmonicznych

F5 F7 Filtr szerokopasmowy

(38)

filtr pasywny System

zasilający

Odbiornik nieliniowy

PWP

)

I

(n

I

S(n)

I

F(n)

) ( ) ( )

( ) ( )

(

) ( )

( n S n n

n S n

F

n F n

S

I I

Z Z

I Z = ρ

= +

) ( ) ( )

( ) ( )

(

) ( )

( n F n n

n S n

F

n S n

F

I I

Z Z

I Z = ρ

= +

)

1

( )

(n

+

F n

=

S

ρ

ρ

(39)

F5 (U5) F5 (U7)

F5 (I)

(40)

FC/TCR

FC/TCR

(41)

iTCR( =—)a

a = —

iTCR(1) iTCR( )a2

iTCR( )a3 iTCR( )a1

a3 a2

P 2

P 2

(a)

(b)

C

L L

T

FC TCR

PCC

u0

i0

iFC iTCR

Load

wt u0

FIXED CAPACITIOR/THYRISTOR CONTROLLED REACTOR (FC/TCR)

2 α =π

2) (α =π iTCR

) (α1 iTCR

) (α2 iTCR

) (α3 iTCR

α2

α3

(42)

FC/TCR

(43)

FC/TCR

L L L

TCR FC

FC / TCR Control

system Load

Voltage/reactive power reference Supply network

T T T

(44)

FC/TCR FC/TCR

(file aaa2.pl4; x -var t) t: IA 1H t: IB 1H t: IC1H

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

-300 -200 -100 0 100 200 300

(file aaa2.pl4; x -var t) t: IA 1H t: IB 1H t: IC1H

0.90 0.92 0.94 0.96 0.98 1.00

-120 -80 -40 0 40 80 120

(file aaa2.pl4; x -var t) c :E A -E E A c :E B -E E B c :E C -E E C

0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60

-120 -80 -40 0 40 80 120

prąd obciążenia

prąd sieci

Prąd odbiornika

Prąd sieci

(45)

FC/TCR

20 kV

stabilizator wyłączony

stabilizator załączony

5%

5%

cza s [s]

0 1 2 3 4 5 6 Compensator FC/TCR off

Compensator FC/TCR on

(46)

TSC/TCR

(47)

STATCOM

LOAD VSC

ubus

uvsc

Xr i

u

bus

u

bus

u

bus

u

bus

u

x

u

x

u

vsc

u

vsc

< u

vsc

> u

vsc

i i

Odbiornik STATCOM

(48)

STATCOM

(49)

STATCOM

(50)

DZIĘKUJE ZA UWAGĘ . . .

Zbigniew Hanzelka

Akademia Górniczo-Hutnicza

30-059 Kraków, Al.. Mickiewicza 30 Tel.: 12 617 28 78, 12 617 28 01 E-mail: hanzel@agh.edu.pl

Cytaty

Powiązane dokumenty

Automatyczne baterie hybrydowe przeznaczone są do kompensacji mocy biernej indukcyjnej i pojemnościowej w sieciach nN i stanowią połączenie baterii kondensato- rów i

Spadek napięcia przy rozruchu silników asynchronicznych zwartych,który ma bardzo duży wpływ na pracę sieci WW, jest w znacznej mierze wywołany nadmiernym poborem mocy biernej.Jej

dy, biorąc pod uwagę średni pobór mocy czynnej oraz biernej przez zakład jako całość, a także przez poszczególne piece przy uwzględnieniu różnych współczynników

Wyniki badań laboratoryjnych – proces kompensacji mocy biernej generatora asynchronicznego trójpoziomowym kom- pensatorem przekształtnikowym: oscylogram napięcia u SA fazy A,

możliwość tworzenia i zarządzania grupami sterowników możliwość awaryjnego włączania/wyłączania oświetlenia SMS-em autoryzacja użytkowników (login, hasło) oraz nadawanie

Przy pomiarach mocy biernej ważne ma znaczenie kolejność faz linii trójfazowej. Przy niewłaściwej kolejności faz, jak łatwo można wywnioskować

Teoria kompensacji mocy biernej przedstawiona w tej pracy jest oparta na teorii mocy przedstawionej przez autora w Biuletynie Instytutu Energetyki |4]*.. Ten paragraf

W pracy podano teorię kompensacji mocy biernej w ukła- dach czasowo niezmienniczych o dowolnych ustalonych